7.1 Способы очистки воздуха

В настоящее время существует вентиляция различных типов:

- естественная и механическая,

- общеобменная и местная.

Расчёт вентиляции, выбор оборудования и установку системы вентиляции. Это достаточно сложный и важный процесс, требующий квалифицированного подхода. В процессе расчёта вентиляции определяется необходимый воздухообмен, составляется принципиальная схема вентиляции, которая оптимально отвечает всем аэродинамическим расчетам. В заключительной стадии производится подбор и установка оборудования и системы управления.

Существуют жёсткие правила по организации воздухообмена в различных помещениях, зависящие от количества людей в помещении, наличия тепловыделяющей техники и других параметров. При расчете вентиляции пользуются понятием кратности воздухообмена, которое показывает сколько раз обновляется воздух в помещении за один час.

Немаловажное значение при расчёте вентиляции занимают этапы выбора модели и мощности для вентилятора и калорифера. Работающий в системе вентилятор должен производить минимум шума и при этом обеспечивать достаточное рабочее давление, необходимое для преодоления потоком воздуха всех местных сопротивлений в воздуховодах, возникающих на изгибах, стыках и местах смены диаметров. Калорифер должен справляться с нагревом до определённой температуры всего проходящего через него воздуха.

Существует несколько вариантов устройства вентиляции. Можно ограничиться естественной вентиляцией. Но при значительных выбросах очистка сквозняком малоэффективна, а в нашем холодном климате потребует серьезных затрат на обогрев свежего приточного воздуха (в среднем 1 т условного топлива на 500 куб. м). Еще более дорогой окажется общеобменная вентиляция. При устройстве общеобменной вентиляции с рециркуляцией воздуха расход тепловой энергии сократится, но обеспечить снижение концентрации вредных веществ непосредственно на рабочем месте до допустимого уровня не всегда получится.

Становится все более очевидным, что без широкого внедрения систем местной вентиляции едва ли возможно решить задачи по повсеместному соблюдению действующих в нашей стране санитарных норм, регламентирующих состояние воздушной среды производственных помещений. 

Для улавливания вредных аэрозолей и паров у мест их образования (станки, газосварочные аппараты) уже давно применяются такие виды местных отсосов как:

- зонты,

- вытяжные шкафы,

- кожухи-воздухоприемники.

Для локализации поднимающихся вверх вредных веществ применяют вытяжные зонты. При проведении пайки и газосварочных работ эффективными местными отсосами являются вытяжные панели.

Санитарно-гигиеническое значение местных отсосов заключается в том, что они не допускают проникновения вредных выделений в зону дыхания работающих.

На рисунке 2 показаны различные устройства местной вентиляции.

а - укрытие-бокс; б - бортовые отсосы (1 - однобортовой; 2 - двухбортовой); в - боковые отсосы (1 - односторонний; 2 - угловой); г - отсос от рабочих столов; д - отсос витражного типа; е - вытяжные шкафы (1-е верхним отсосом; 2-е нижним отсосом; 3-е комбинированным отсосом); ж - вытяжные зонты (1 - прямой; 2 - наклонный).

Рисунок 3 - Устройства местной вентиляции

Все перечисленные виды местных отсосов применялись и много десятилетий тому назад. Но после появления полимерных материалов, позволивших изготавливать гибкие, способные выдерживать воздействие высоких температур воздуховоды, перед местной вытяжной вентиляцией открылись новые возможности. Она стала легче в монтаже, удобнее в эксплуатации, мобильней, появилась возможность оперативно оборудовать вентиляцией нестационарные рабочие места. [4]

Кроме санитарно-гигиенических требований, к местным отсосам предъявляют следующие технологические требования:

а) место образования вредных выделений должно быть укрыто настолько, насколько это позволяет технологический процесс, а открытый (рабочий) проем должен иметь минимально возможные размеры;

б) местный отсос не должен мешать нормальной работе или снижать производительность труда;

в) вредные выделения должны удаляться от места их образования в направлении их естественного движения -- горячие газы и пары вверх, холодные тяжелые газы и пыль вниз;

г) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.

д) зону действия местного отсоса следует максимально ограничить экранами и ширмами.

е) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке.

Лидирующие позиции в производстве "новой" местной вытяжной вентиляции (гибкие воздуховытяжные устройства, фильтровентиляционные агрегаты) принадлежат петербургским фирмам "СовПлим" и "Экоюрус-Венто". Первая опирается на современную западную технологию, поскольку начинала свою деятельность как совместное советско-шведское предприятие, имеет самые высокие объемы продаж и разветвленную дилерскую сеть. "Экоюрус-Венто" "выстроена" на фундаменте развитой отечественной научной базы.

Кроме них известны московская и нижегородская торговые марки "Элстат"и "Консар". Что касается зарубежных компаний, то в наибольшей степени на российском рынке преуспели фирмы из Швеции - PlymoVent и Nederman. PlymoVent была одним из соучредителей "СовПлима", присутствие второй стало гораздо менее заметным после кризиса 98-го года.

Применение плазмокаталитической технологии очистки воздуха от вредных газообразных веществ осуществляется в России на протяжении 10 лет. Емкость рынка данной технологии в России не менее 4500 предприятий, которые отмечены как наиболее проблемные.

Газоочистные компании, работающие в секторе плазмокаталитической очистки газов применяют оборудование, основанное на трехступенчатой обработке газо-воздушной смеси (ГВС). Первая ступень - противоаэрозольныя, вторая - плазмохимическая, где происходит разрушение, окисление молекул газов, бомбардировка быстрыми электронами, энергетический разрыв молекулярных связей, образование нестабильных комплексов и радикалов. Третья - каталитическая, где происходит глубокое окисление, разрушение и стабилизация простых молекулярных форм.

Конструкции плазменно-каталитических газоочистных установок (ПКГОУ) различны, несмотря на одинаковость технологического процесса. Это влияет на капитальные и эксплуатационные затраты, а также на их технические характеристики.

Конструктивно эти аппараты имеют прямоугольное сечение. Важной характеристикой конструкции является время контакта ГВС в каждой ступени. Так, например, в аэрозольной ступени скорости должны лежать в пределах 1,0-1,5 м/с, в плазмохимической - 2-5 м/с (иногда до 10 м/с), каталитической 0,2-0,4 м/с. Требования разных скоростей в разных ступенях установки накладывают свои ограничения на их конструкцию, что сказывается на габаритах и массе. 

Для примера можно рассмотреть установку средней производительности - 10 000 м3/час. Расчет показывает, что при проходе ГВС через все ступени, соотношения площадей сечений составляют 1,85:0,55:6,9 м2 соответственно. В рассматриваемой модели вопрос такой большой разницы в сечениях при требовании одинаковых габаритов установки решается путем совмещения вертикального и горизонтального расположения модулей и кассет с фильтрами и катализатором.

Плазмокаталитический метод очистки воздуха от аэрозолей является эффективным и недорогим. Установка плазмокаталитического реактора и схема очистки выбрасываемых газов представлена на листе 3 графической части.